第六章　图像增强

第一节　概述

　　一般情况下，在各类图像系统中图像的传送和转换（如成像，复制，扫描，传输以及显示等）总是要造成图像的某些降质。例如，摄像时，由于光学系统失真，相对运动，大气湍流等都会使图像模糊。再如传输过程中，噪声污染图像，使人观察起来不满意，或者使及其从中提取的信息减少甚至造成错误。因此，必须对降质图像进行改善处理。改善的办法有两类：一类是不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减其不需要的特征，故改善后的图像不一定要去逼近原图像。如突出目标轮廓，衰减各类噪声，将黑白图像转变为彩色图像等等。这一类图像改善方法统称为图像增强技术 。从图像质量评价观点来看 ，图像增强技术主要目的是提高图像的可懂度。另一类改善方法是针对图像降质原因，设法去补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能地逼近原始图像。这类改善方法统称为图像复原技术。显然，图像复原技术主要目的使提高图像质量的逼真度。这部分内容将在第七章中介绍。

　　图像增强技术有两类方法：空间域法和频率域法。空间域中的方法主要使在空间域那对图像象素灰度值直接运算处理 。例如 ：将包含某点的一个小区域那各点灰度值进行平均运算，用所得平均值来代替该点的灰度值。这就是所谓平滑处理。空间域法的图像增强技术可以用公式（6.1.1）和图6-1-1来描述其原理过程。

图 6-1-1　空间域增设模型

　　 　　　　（6.1.1）

　　式中 , 分别为增强处理前后的图像。 为空间运算函数。

　　图像增强的频率域法就是在图像的某种变换域内，对图像的变换值进行运算。如先对图像进行付立叶变换，再对图像的频谱进行某种修正（如滤波等），最后将修正后的图像变换值逆变换到空间域，从而获得增强过的图像。这是一种间接处理方法。我们可以用图6-1-2及公式（6.1.2）和（6.1.3）来描述图像频率域增强技术的原理过程。

图 6-1-2　频率域增加模型

　　 　　　　（6.1.2）

　　 　　　 　（6.1.3）

　　图和式中的 ， 分别为处理前后图像 , 的付立叶变换。 式对应于修正方法的滤波函数。

　　下面我们仅介绍这两类图像增强技术中常见的集中基本方法原理。实际应用中还有许多具体问题需要注意解决，就不去详细讨论了。